海文专业课08年北交通信原理强化班讲义(1)
第1章 通信系统概述1.1大纲要求
(1)通信系统的组成：基本概念、框图
(2)通信系统的质量指标：有效性、可靠性
(3)信道：分类、常用信道特征
1.2知识点详解
1.2.1通信与信息系统
通信是信息或其表示方式(表示媒体)的时/空转移;
通信系统：一般地，利用传输信道或通信网，将具有收、发信息功能的终端设备由信道或链路有机连接起来，这些实施信息传输的设备集合，成为通信系统，如图1-1所示：
图1-1 通信系统基本组成框图
通信系统按工作方式分，可分为单工(Simplex)、半双工(Half-duplex)和全双工(Duplex)三种形式。
在现在通信系统中，主要应用数字通信系统，所以在这门课中研究的重点即为现代数字通信系统。其构成是在图1.1的基础上进行了细化，它的发送与接收端各包括9个功能单元，如图1-2所示：
图1-2 数字通信系统框架
下面简要介绍各个部分的功能和作用：
源信息格式
是信息采集后的源信息最初表示方式，如模拟电信号的限带波形，图像信号的扫描象素集合或其红绿蓝三个基本分量的PCM编码。信源格式为信源编码作好了基本格式的准备，其中还包括信源编码前去噪、限带等的预处理。
信源编码
为了提高信息的有效性，在源信息中可能存在某种程度的冗余“信息”以及根据需要的质量标准，可以去除其中次要信息，因此提高有效性的措施采用去相关及压缩编码，即用更少的编码位数来表示符合一定接收质量的更多源符号。其基本理论是仙农率失真理论，其基本技术如无失真预测编码和有损正交变换编码等。对于多媒体通信中的视频图像编码因具有更大冗余度和视觉特性的掩盖效用，可以提供名目繁多的压缩技术，有损压缩往往到几十倍上百倍以上压缩倍数。总之，信源编码是按一定精度为信息提供一种编码格式或数据结构，即构成有效的“表示媒体”形式。
信道编码
经过信源编码的码字序列，均应认为是重要信息，因此如果在传输与接收判决中发生错误或超出限定的符号误差概率，则会不满足接收者的质量要求。如果信源码字之间互为正交或不相关，则有一定的抗干扰能力，或者基带码流的码符号选用某些合适的码型，也有一定抗干扰性。最好的方法是根据信道环境的特性，将信源码字中按一定规则适当加入冗余码元(监督元)，构成差错控制码，可以根据不同的结构和冗余位多少，提供1位或多位自动纠错或通过反馈重发纠错能力。对于信道带宽无限制而传送信号功率受限(如卫星)的通信系统，在保持所需的误差率时，利用差错控制编码能降低所需的信号功率或信噪比。
信道复用
信道复用(Multiplexing)是通信系统中很为重要的组成部分。其基本功能是使多种信息流共享同一信道，提高通信资源利用率。如目前无线正在使用整个频段跨越105~1012Hz的频率资源，各个不同频段和频点用于各种类型的无线信号传输，必须采用频分复用(FDM)。基于有线信道的基带传输，多采用时分复用(TDM)。还有基于特殊媒体分离和空间分离的空分复用(SDM)，现代无线扩频通信的码分复用(CDM)，以及水平和垂直激化的电磁波传输提供激化复用(PDM)。近几年的发展已大量推广利用光密集波分复用(DWDM)，可以使一条光纤容纳几亿个数字电话的点对点间传输。
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